package sort;

/**
 * @program: datastructureandalogorithm
 * @description:
 * @author: hmx
 * @create: 2021-10-10 21:28
 **/
public class MergeSort {



    public static void mergeSortUp2Down(int[] nums, int start, int end, int[] temp) {
        if (start >= end) {
            return;
        }

        int mid = (start + end) / 2;
        mergeSortUp2Down(nums, start, mid, temp);
        mergeSortUp2Down(nums, mid + 1, end, temp);
        merge(nums, start, end, temp);
    }

    public static void merge(int[] nums, int start, int end, int[] temp) {
        int mid = (start + end) / 2;
        int left = start;
        int right = mid + 1;
        int index = start;
        while (left <= mid && right <= end) {
            if (nums[left] < nums[right]) {
                temp[index++] = nums[left++];
            } else {
                temp[index++] = nums[right++];
            }
        }

        while (left <= mid) {
            temp[index++] = nums[left++];
        }

        while (right <= end) {
            temp[index++] = nums[right++];
        }

        for (int i = start; i <= end; i++) {
            nums[i] = temp[i];
        }
    }

    /**
     * 自己写的
     */
    /*public static void merge(int[] nums, int start, int mid, int end) {
        int[] tmp = new int[end - start + 1];
        int i = start;
        int j = mid + 1;
        int k = 0;

        while (i <= mid && j <= end) {
            if (nums[i] <= nums[j]) {
                tmp[k++] = nums[i++];
            } else {
                tmp[k++] = nums[j++];
            }
        }

        while (i <= mid) {
            tmp[k++] = nums[i++];
        }

        while (j <= end) {
            tmp[k++] = nums[j++];
        }

        //将tmp中
        for (i = 0; i < tmp.length; i++) {
            nums[start + i] = tmp[i];
        }
    }*/

    /**
     * 自己写的
     */
    /*public static void mergeSortUp2Down(int[] nums, int start, int end) {

        if (nums == null || start > end) {
            return;
        }

        int mid = (start + end) >> 1;

        mergeSortUp2Down(nums, start, mid);
        mergeSortUp2Down(nums, mid + 1, end);

        merge(nums,start,mid,end);

    }*/

    /*
     * 将一个数组中的两个相邻有序区间合并成一个
     *
     * 参数说明:
     *     a -- 包含两个有序区间的数组
     *     start -- 第1个有序区间的起始地址。
     *     mid   -- 第1个有序区间的结束地址。也是第2个有序区间的起始地址。
     *     end   -- 第2个有序区间的结束地址。
     */
    /*public static void merge(int[] a, int start, int mid, int end) {
        int[] tmp = new int[end-start+1];    // tmp是汇总2个有序区的临时区域
        int i = start;            // 第1个有序区的索引
        int j = mid + 1;        // 第2个有序区的索引
        int k = 0;                // 临时区域的索引

        *//**
         * 如果第一个有序集合中的数大于第二个有序集合中所有的数，那么经过3个while循环后他会被移动到数组的右半部分
         *//*
        while(i <= mid && j <= end) {
            if (a[i] <= a[j]) {
                tmp[k++] = a[i++];
            } else {
                tmp[k++] = a[j++];
            }
        }

        while(i <= mid) {
            tmp[k++] = a[i++];
        }

        while(j <= end) {
            tmp[k++] = a[j++];
        }

        // 将排序后的元素，全部都整合到数组a中。
        for (i = 0; i < k; i++) {
            a[start + i] = tmp[i];
        }

        tmp=null;
    }*/

    /*
     * 归并排序(从上往下)
     *
     * 参数说明:
     *     a -- 待排序的数组
     *     start -- 数组的起始地址
     *     endi -- 数组的结束地址
     */
    /*public static void mergeSortUp2Down(int[] a, int start, int end) {
        if (a==null || start >= end) {
            return ;
        }

        int mid = (end + start)/2;
        mergeSortUp2Down(a, start, mid); // 递归排序a[start...mid]
        mergeSortUp2Down(a, mid+1, end); // 递归排序a[mid+1...end]

        // a[start...mid] 和 a[mid...end]是两个有序空间，
        // 将它们排序成一个有序空间a[start...end]
        merge(a, start, mid, end);
    }*/


    /*
     * 对数组a做若干次合并: 数组a的总长度为len，将它分为若干个长度为gap的子数组；
     *             将"每2个相邻的子数组" 进行合并排序。
     *
     * 参数说明:
     *     a -- 待排序的数组
     *     len -- 数组的长度
     *     gap -- 子数组的长度
     */
    /*public static void mergeGroups(int[] a, int len, int gap) {
        int i;
        int twolen = 2 * gap;    // 两个相邻的子数组的长度

        // 将"每2个相邻的子数组" 进行合并排序。
        for (i = 0; i+2*gap-1 < len; i+=(2*gap)) {
            merge(a, i, i+gap-1, i+2*gap-1);
        }

        // 若 i+gap-1 < len-1，则剩余一个子数组没有配对。
        // 将该子数组合并到已排序的数组中。
        if ( i+gap-1 < len-1) {
            merge(a, i, i + gap - 1, len - 1);
        }
    }*/

    /*
     * 归并排序(从下往上)
     *
     * 参数说明:
     *     a -- 待排序的数组
     */
    /*public static void mergeSortDown2Up(int[] a) {
        if (a==null) {
            return ;
        }

        for (int n = 1; n < a.length; n*=2) {
            mergeGroups(a, a.length, n);
        }
    }*/

    public static void main(String[] args) {
        int i;
        int[] a = {80,30,60,40,20,10,50,70};

        System.out.printf("before sort:");
        for (i=0; i<a.length; i++) {
            System.out.printf("%d ", a[i]);
        }
        System.out.printf("\n");

        int[] temp = new int[a.length];
        mergeSortUp2Down(a, 0, a.length-1, temp);        // 归并排序(从上往下)
        //mergeSortDown2Up(a);                    // 归并排序(从下往上)

        System.out.printf("after  sort:");
        for (i=0; i<a.length; i++) {
            System.out.printf("%d ", a[i]);
        }
        System.out.printf("\n");
    }
}
